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动力学

2021-07-16 12:27:33

动力学Dynamics)是经典力学的一门分支,主要研究运动的变化与造成这变化的各种因素。换句话说,动力学研究力对物体之运动所造成的影响。运动学则是纯粹描述物体的运动,完全不考虑导致运动的因素。 更仔细地说,动力学研究由于力的作用,物理系统怎样改变。动力学的基础定律是艾萨克·牛顿提出的牛顿运动定律。对于任意物理系统,只要知道其作用力的性质,引用牛顿运动定律,就可以研究这作用力对于这物理系统的影响。 在经典电磁学里,物理系统的动力状况涉及了经典力学与电磁学,需要使用牛顿运动定律、麦克斯韦方程、洛伦兹力方程来描述。动力学是机械工程与航空工程的基础课程。

力是一种造成物体加速的影响,也可以感官体验为一种推挤或拖拉,这会造成物体改变方向、改变速度、暂时性或永久性的形变。力会迫使改变物体的运动状态。力是一个矢量,具有大小和方向。

牛顿运动定律

牛顿运动定律描述物体与力之间的关系,被誉为是经典力学的基础。这定律是英国物理泰斗艾萨克·牛顿所提出的三条运动定律的总称,其现代版本通常这样表述:

  • 第一定律(惯性定律):存在某些参考系,在其中,不受外力的物体都保持静止或匀速直线运动。
  • 第二定律(加速度定律):施加于物体的合外力等于此物体的质量与加速度的乘积。
  • 第三定律(作用力与反作用力定律):当两个物体互相作用时,彼此施加于对方的力,其大小相等、方向相反。

牛顿在发表于1687年7月5日的钜著《自然哲学的数学原理》里首先整理出这三条定律。应用这些定律,牛顿可以分析各种各样动力运动。例如,在此书籍第三卷,牛顿应用这些定律与牛顿万有引力定律来解释开普勒行星运动定律。

分支领域

一般而言,动力学讨论的课题约略为以下几点:

  • 质点运动学
  • 刚体运动学
  • 质点动理学
  • 刚体动理学
  • 振动学
  • 分析力学

参考文献

  1. Goc, Roman.Force in Physics. 2004-2005 copyright date[2010-02-18]. (原始内容(Physics tutorial)存档于2010-02-22).请检查|date=中的日期值(帮助)
  2. Halliday, David; Robert Resnick, Jearl Walker, Fundamental of Physics 7th, USA: John Wiley and Sons, Inc.: pp. 88f, 2005,ISBN0-471-23231-9引文使用过时参数coauthors(帮助)引文格式1维护:冗余文本(link)
  3. Reif, Frederick, Understanding Basic Mechanics 2, illustrated, Wiley: pp. 95, 1995,ISBN9780471116240引文格式1维护:冗余文本(link)
  4. Newton 1846,第83-93页

参见

  • 化学动力学:研究化学反应的反应速率及反应机理,与统计力学、量子力学和分子运动论较有关联。
  • 多体动力学
  • 刚体动力学

外部链接

资料专题:动力学外部链接